Trở Lại Tương Lai: Câu chuyện tiếp diễn…

Cách đây không lâu, tôi đã nảy ra ý tưởng giải thích nguyên lý hoạt động của cảm biến dòng điện zero-flux của HIOKI bằng cách liên hệ đến bộ phim “Trở Lại Tương Lai”. Ý tưởng này được chia sẻ chi tiết trên hiokijp.vn, website chính thức của HIOKI Việt Nam.

Tuy nhiên, cũng giống như việc “flux capacitor” được dịch khác nhau giữa các ngôn ngữ (trong tiếng Đức là “Fluxkompensator”), việc giải thích công nghệ cũng có thể có những góc nhìn khác nhau. Ý tưởng của tôi hóa ra lại có chút sai sót, vì tôi lớn lên với phiên bản phim lồng tiếng Đức, và trong tiếng Đức, “flux capacitor” nổi tiếng được gọi là “Fluxkompensator” – hay “flux compensator” trong tiếng Anh. “Bù trừ thông lượng (về không)” về cơ bản là những gì mà cảm biến dòng điện zero-flux thực hiện, và mặc dù linh kiện ma thuật ban đầu được gọi là “flux capacitor”, tôi vẫn giữ nguyên ý tưởng ban đầu và tạo ra phần đầu tiên của bài viết với hình ảnh chiếc DeLorean mang tính biểu tượng.

Bạn có thể tìm thấy bài viết đầy đủ này trên hiokijp.vn. Trong phần đầu tiên đó, bạn có thể tìm thấy lời giải thích kỹ thuật về lý do tại sao cảm biến dòng điện zero-flux lại có tên gọi như vậy. HIOKI có ba loại cảm biến dòng điện zero-flux khác nhau trong danh mục sản phẩm, và để giải thích nguyên lý, tôi đã sử dụng loại ít liên quan nhất: đó là loại mà tần số thấp được phát hiện bằng một cuộn dây thứ hai gọi là “cuộn dây phát hiện”, và do đó cho phép các cảm biến dựa trên nguyên lý này chỉ đo dòng điện AC.

Hai công nghệ cảm biến dòng điện zero-flux phù hợp hơn nhiều là những công nghệ cho phép đo cả dòng điện AC và DC. Để tìm hiểu thêm về các công nghệ này, hãy truy cập hiokijp.vn. Trong trường hợp đó, DC và tần số thấp được phát hiện bằng phần tử fluxgate hoặc hall.

Cảm biến dòng điện Zero-Flux sử dụng phần tử Hall

[Cảm biến dòng điện Zero-Flux CT6711 của HIOKI]

Cảm biến dòng điện Zero-Flux sử dụng phần tử hall thường cung cấp băng thông ấn tượng và đi kèm với đầu ra BNC, khiến chúng trở nên lý tưởng để quan sát dạng sóng dòng điện bằng máy hiện sóng. Trong trường hợp của model CT6711 hàng đầu của HIOKI, băng thông của cảm biến là 120MHz, với dòng điện đầu vào AC/DC tối đa từ 500mA và 5A đến 30A trong ba dải lựa chọn. Nếu bạn thắc mắc tại sao và khi nào băng thông lại phù hợp với cảm biến dòng điện thì bạn có thể tìm thấy câu trả lời trong bài viết này.

[Nguyên lý của cảm biến dòng điện Zero-Flux với phần tử Hall]

Giống như tất cả các cảm biến dòng điện Zero-Flux của HIOKI, cảm biến dựa trên phần tử hall cũng sử dụng hai cơ chế phát hiện dòng điện: phần tử hall cho DC và tần số thấp cũng như cuộn dây phản hồi biến dòng truyền thống cho tần số cao hơn. Vì các phần tử hall chỉ tạo ra điện áp rất nhỏ khi phát hiện dòng điện, nên cần có bộ khuếch đại trước khi đưa tín hiệu vào cuộn dây phản hồi được sử dụng để phát hiện các tần số cao hơn.

[Hai nguyên lý cảm biến dòng điện được sử dụng cho các đặc tính cảm biến phẳng]

Cảm biến dòng điện Zero-Flux sử dụng Fluxgate

[Cảm biến dòng điện Zero-Flux CT6904 của HIOKI sử dụng fluxgate]

Nếu cần độ chính xác đo rất cao thì cảm biến dòng điện zero-flux với fluxgate cho phép đo tần số thấp là lựa chọn cảm biến tốt nhất. Các phiên bản kẹp / đầu dò của loại cảm biến này có độ chính xác đọc là 0,2% trong khi các phiên bản xuyên qua như CT6904 trong hình trên cung cấp độ chính xác đọc chỉ 0,025%. Lý do cho sự khác biệt về độ chính xác của phiên bản kẹp và xuyên qua là phần tử lõi bị tách ra trong phiên bản kẹp.

Một ứng dụng chính mà cần độ chính xác cao này là trong phân tích công suất. Cảm biến zero-flux dựa trên fluxgate của HIOKI rất phù hợp cho nhiệm vụ này vì chúng không chỉ cung cấp độ chính xác khuếch đại rất cao mà còn có độ chính xác pha cực tốt trên băng thông rất rộng. Ngoài ra, các cảm biến này cung cấp độ ổn định nhiệt độ tuyệt vời – điều quan trọng vì phép đo công suất có thể diễn ra trong thời gian dài. Bạn có thể tìm hiểu thêm về độ trôi nhiệt độ của cảm biến dòng điện trong bài viết này.

[Đầu dò dòng điện Zero-Flux CT6844A của HIOKI]

[Nguyên lý của cảm biến dòng điện Zero-Flux với Fluxgate]

Và một lần nữa bạn có thể thấy hai hệ thống đo dòng điện khác nhau: Fluxgate cho DC và dòng điện AC tần số thấp, và cơ chế biến dòng truyền thống cho dòng điện AC tần số cao. Giống như với các cảm biến dòng điện dựa trên phần tử hall, cả hai tín hiệu được cộng lại với nhau với các đặc tính đo phẳng trên một dải tần số rộng.

[Hai nguyên lý cảm biến dòng điện được sử dụng cho các đặc tính cảm biến phẳng]

Kết luận

Như vậy, qua bài viết này, hiokijp.vn và HIOKI Việt Nam hy vọng đã mang đến cho bạn cái nhìn tổng quan về công nghệ cảm biến dòng điện zero-flux, từ nguyên lý hoạt động đến ứng dụng thực tế. Tùy vào nhu cầu cụ thể, bạn có thể lựa chọn cảm biến với phần tử Hall cho băng thông cao, phù hợp quan sát dạng sóng bằng máy hiện sóng, hoặc cảm biến với fluxgate cho độ chính xác tuyệt đối trong các ứng dụng phân tích công suất. HIOKI luôn cam kết mang đến những sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu đo lường điện của bạn. Hãy truy cập hiokijp.vn để tìm hiểu thêm về các sản phẩm và giải pháp tiên tiến khác của HIOKI Việt Nam.